JP5228953B2

JP5228953B2 - 有機エレクトロルミネッセンス装置、およびその製造方法

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Inventors: 周一武井
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Description

本発明は、基板上に有機エレクトロルミネッセンス素子が形成された有機エレクトロルミネッセンス装置、およびその製造方法に関するものである。

有機エレクトロルミネッセンス装置においては、基板上に薄膜トランジスターなどを備えた回路部が形成され、かかる回路部の上層側に、陽極層としての画素電極、有機機能層、および陰極層が順に積層された有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。かかる有機エレクトロルミネッセンス装置を製造するにあたって、有機機能層をインクジェット法などで形成する場合、画素電極上を隔壁で囲み、かかる隔壁で囲まれた領域内に、有機機能層形成用の液状組成物を吐出した後、液状組成物を固化させる技術が提案されている（特許文献１参照）。

特許第３３２８２９７号公報

しかしながら、回路部は、異なる絶縁層の上層に所定パターンに形成された複数の導電層によって形成されるため、画素電極において、導電層と重なっていない部分は凹部になる一方、導電層と重なっている部分は凸部となる。また、画素電極において、導電膜の重なり数が少ない領域と重なる部分は凹部になる一方、導電膜の重なり数が多い領域と重なる部分は凸部になる。このため、画素電極上に有機機能層形成用の液状組成物を吐出した後、液状組成物を固化させて有機機能層を形成すると、凹部には厚い有機機能層が形成されるのに対して、凸部には薄い有機機能層しか形成されないことになる。かかる有機機能層の膜厚ばらつきは、１画素内での発光強度のばらつきなどの原因となるため、好ましくない。特に、有機エレクトロミネッセンス素子の光を出射する際、有機機能層を含む多層膜は共振器として機能するため、有機機能層の膜厚ばらつきによって光路長がばらつくと、１画素内から色度が相違する光が出射されてしまう。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、画素電極上に段差が発生している場合でも有機機能層を均一な厚さに形成することができる有機エレクトロルミネッセンス装置、およびその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置という。）は、基板上に設けられた画素電極と、前記画素電極上に設けられ、当該画素電極の表面の段差に応じて前記画素電極上を複数の領域に区画する隔壁と、前記複数の領域の各々に設けられた有機機能層と、前記画素電極との間に前記有機機能層を挟んで有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する対向電極と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に画素電極を形成する画素電極形成工程と、前記画素電極上に、当該画素電極の表面の段差に応じて前記画素電極上を複数の領域に区画する隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記複数の領域の各々に有機機能層形成用の液状組成物を吐出した後、当該液状組成物を固化させて有機機能層を形成する有機機能層形成工程と、前記有機機能層の上層側に、前記画素電極との間に前記有機機能層を挟んで有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する対向電極を形成する対向電極形成工程と、を有することを特徴とする。

かかる製造方法を採用した場合、前記有機機能層は、前記複数の領域の各々に吐出した有機機能層形成用の液状組成物を固化させてなる。

本発明では、下層側の凹凸が画素電極上に反映されると画素電極表面には段差が発生するが、画素電極上には、画素電極の表面の段差に応じて画素電極上を複数の領域に区画する隔壁が設けられている。すなわち、画素電極上には、画素電極表面の段差に平面的に重なるように隔壁が形成されている。このため、画素電極上は、隔壁によって複数の領域に区画され、かかる複数の領域は基板からの高さが異なる場合でも、領域内は全て同一（略同一を含む）の高さにあり、平坦である。従って、画素電極上に有機機能層形成用の液状組成物を吐出する際、液状組成物の吐出量を領域毎に最適化する調整をするだけで、各領域に同一あるいは略同一の有機機能層を形成することができる。それ故、画素電極上に段差が発生している場合でも有機機能層を均一な厚さに形成することができるので、１画素内での発光強度のばらつきを防止することができる。

本発明において、前記複数の領域には、前記基板から高さが異なる領域が含まれている構成を採用することができる。かかる構成の場合でも、領域内は平坦であるため、各領域に同一あるいは略同一の有機機能層を形成することができる。

本発明において、前記複数の領域では、前記有機機能層の厚さが同一（略同一を含む）である構成を採用することができる。

本発明においては、例えば、前記画素電極に対して下層側で重なる領域には、異なる絶縁膜上に複数の導電膜を備えた回路部を備えており、前記導電膜の有無および前記導電膜の重なり数の違いに起因して前記段差が形成されている。

本発明において、前記隔壁は、樹脂からなる有機隔壁層を備えていることが好ましい。かかる有機隔壁層は、厚く形成することができるので、隔壁を構成するのに適している。また、有機隔壁層は、撥水性（撥液性）を備えているため、隣接する領域への液状組成物のはみ出しを確実に防止することができる。さらに、有機隔壁層は、感光性樹脂により形成することができるので、フォトリソグラフィ技術を用いれば、任意のパターンに容易に形成することができる。

本発明において、前記隔壁は、前記有機隔壁層の下層側に前記領域内に向けて露出する無機隔壁層を備えていることが好ましい。無機隔壁層は、親水性（親液性）を備えているため、隔壁で囲まれた領域内に液状組成物を行き渡らすことができる。また、無機隔壁層は、有機隔壁層との親水性（親液性）との差によって液状組成物を隔壁で囲まれた領域内に保持しようと作用するので、隣接する領域への液状組成物のはみ出しを確実に防止することができる。

本発明を適用した有機ＥＬ装置は、携帯電話機やモバイルコンピューターなどの電子機器において表示部として用いることができる。また、本発明を適用した有機ＥＬ装置は、複写機などの画像形成装置（電子機器）において露光ヘッドとして用いることができる。さらに、本発明を適用した有機ＥＬ装置は照明装置（電子機器）として用いることができる。

本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の相隣接する画素２つ分の平面図である。本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の画素１つ分の断面図である。本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の画素１つ分の断面図、および隔壁の拡大断面図である。本発明に係る電気光学装置を用いた電子機器の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。なお、薄膜トランジスターでは、印加する電圧によってソースとドレインが入れ替わるが、以下の説明では、説明の便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとして説明する。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。

図１に示す有機ＥＬ装置１００において、素子基板１０上には、複数の走査線３ａと、走査線３ａに対して交差する方向に延びる複数のデータ線６ａと、走査線３ａとデータ線６ａとの交差に対応する位置に形成された画素１１とを有しており、複数の画素１１がマトリクス状に配列されている領域によって画素領域１０ｂが構成されている。また、素子基板１０上では、データ線６ａに並列して複数の電源線６ｇが延在し、走査線３ａに並列して複数の容量線３ｅが延在している。データ線６ａにはデータ線駆動回路１０１が接続され、走査線３ａには走査線駆動回路１０４が接続されている。複数の画素１１の各々には、走査線３ａを介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスター３０ｂと、このスイッチング用の薄膜トランジスター３０ｂを介してデータ線６ａから供給される画素信号を保持する保持容量７０と、保持容量７０によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスター３０ｃとが形成されている。また、複数の画素１１の各々には、薄膜トランジスター３０ｃを介して電源線６ｇに電気的に接続したときに電源線６ｇから駆動電流が流れ込む画素電極９（陽極層）と、この画素電極９と対向電極８５（陰極）との間に有機機能層が挟まれた有機ＥＬ素子８０とが構成されている。

なお、図１に示す構成では、電源線６ｇおよび容量線３ｅが各々、データ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４から延在しているが、電源線６ｇおよび容量線３ｅが直接、端子１０２から延在している構成などを採用してもよい。また、図１に示す構成では、走査線３ａと並列に容量線３ｅを形成したが、容量線３ｅを形成せずに、電源線６ｇと薄膜トランジスター３０ｂのドレインとの間に保持容量７０を形成することもできる。

かかる有機ＥＬ装置１００では、走査線３ａが駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスター３０ｂがオンになると、そのときのデータ線６ａの電位が保持容量７０に保持され、保持容量７０が保持する電荷に応じて、駆動用の薄膜トランジスター３０ｃのオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスター３０ｃのチャネルを介して、電源線６ｇから画素電極９に電流が流れ、さらに有機機能層を介して対向電極８５に電流が流れる。その結果、有機ＥＬ素子８０は、これを流れる電流量に応じて発光する。

図２（ａ）、（ｂ）において、本形態の有機ＥＬ装置１００では、例えば、素子基板１０と封止基板９０とがシール材１０７によって貼り合わされており、素子基板１０と封止基板９０との間には、透光性のエポキシ樹脂などの充填層９１が介在している。素子基板１０において、シール材１０７の外側の領域には、データ線駆動回路１０１、およびＩＴＯ膜からなる端子１０２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、端子１０２が配列された辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。素子基板１０の残る一辺には、画像領域１０ｂの両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０３が設けられている。詳しくは後述するが、素子基板１０には、画素電極、有機機能層および対向電極がこの順に積層された有機ＥＬ素子８０がマトリクス状に形成されている。なお、封止基板９０を用いずに、素子基板１０を封止層で覆った構造を採用することもある。

このような有機ＥＬ装置１００は、携帯電話機やモバイルコンピューターなどの電子機器において表示部として用いることができ、カラー表示を行なう場合、図１に（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を付したように、各画素１１は各々、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のサブピクセルを構成する。本形態では、同一の色に対応する画素１１がデータ線６ａの延在方向に直線的に並ぶストライプ配列が採用されている。

また、有機ＥＬ装置１００は、複写機などの画像形成装置（電子機器）において露光ヘッドとして用いることができ、この場合、各画素１１は各々、白色光を出射する。

（画素の構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置１００の相隣接する画素２つ分の平面図であり、図３（ａ）、（ｂ）は各々、有機ＥＬ装置１００の素子基板から有機機能層や隔壁の図示を省略した説明図、および有機機能層や隔壁を図示した説明図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置１００の画素１つ分の断面図であり、図３（ａ）のＢ−Ｂ′線に相当する位置で素子基板１０を切断したときの断面図に相当する。なお、図３では、画素電極９は長い点線で示し、データ線６ａおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、走査線３ａおよびそれと同時形成された薄膜は実線で示し、半導体層は短い点線で示してある。また、図３（ｂ）において隔壁は右上がりの点線を付した領域として示してある。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９（長い点線で囲まれた領域）が画素１１毎に形成され、画素電極９の縦横の境界領域に沿ってデータ線６ａ（一点鎖線で示す領域）、電源線６ｇ（一点鎖線で示す領域）、走査線３ａ（実線で示す領域）および容量線３ｅ（実線で示す領域）が形成されている。

図３（ａ）、（ｂ）および図４に示すように、素子基板１０では、その基体たる支持基板１０ｄの表面にシリコン酸化膜などからなる下地絶縁層１２が形成されているとともに、その上層側において、画素電極９に対応する領域に薄膜トランジスター３０ｃが形成されている。薄膜トランジスター３０ｃは、ポリシリコン膜などからなる島状の半導体層１ａに対して、チャネル領域１ｇ、ソース領域１ｈ、およびドレイン領域１ｉが形成されている。半導体層１ａの表面側にはゲート絶縁層２が形成されており、ゲート絶縁層２の表面にゲート電極３ｆが形成されている。ゲート電極３ｆは、薄膜トランジスター３０ｂのドレインに対して、中継電極６ｓを介して電気的に接続し、かかる中継電極６ｓは容量線３ｅと平面的に重なって保持容量７０を構成している。

ここで、ゲート電極３ｆ、走査線３ａおよび容量線３ｅが同一の導電膜（第１導電膜）によって形成されている。本形態において、ゲート電極３ｆ、走査線３ａおよび容量線３ｅは、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの金属単体膜、あるいはそれらの積層膜からなる。なお、薄膜トランジスター３０ｂの基本的な構成は、薄膜トランジスター３０ｃと同様であるため、説明を省略する。

薄膜トランジスター３０ｃの上層側には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜７１、厚さが１．５〜２．０μｍの厚い感光性樹脂からなる層間絶縁膜７２（平坦化膜）、シリコン窒化膜などからなる透光性絶縁膜７３が形成されている。

層間絶縁膜７１の表面（層間絶縁膜７１、７２の層間）には、データ線６ａ、電源線６ｇ、ドレイン電極６ｈ、および中継電極６ｓが同一の導電膜（第２導電膜）によって形成され、電源線６ｇは、層間絶縁膜７１に形成されたコンタクトホール７１ｇを介してソース領域１ｈに電気的に接続している。ドレイン電極６ｈは、層間絶縁膜７１に形成されたコンタクトホール７１ｈを介してドレイン領域１ｉに電気的に接続している。本形態において、データ線６ａ、電源線６ｇ、ドレイン電極６ｈ、および中継電極６ｓは、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの金属単体膜、あるいはそれらの積層膜からなる。

このようにして、素子基板１０上には、異なる絶縁膜上に形成された複数種類の導電膜によって、薄膜トランジスター３０ｂ、３０ｃ、保持容量７０、各種配線や電極を備えた回路部４０が構成されている。また、回路部４０の上層側において、透光性絶縁膜７３の表面にはＩＴＯ膜からなる画素電極９が形成されており、画素電極９は、層間絶縁膜７２および透光性絶縁膜７３に形成されたコンタクトホール７２ｇ、７３ｇを介してドレイン電極６ｈに電気的に接続している。

画素電極９の上層には有機機能層８３が形成されている。有機機能層８３の上層には対向電極８５が形成されており、画素電極９、有機機能層８３および対向電極８５によって、有機ＥＬ素子８０が構成されている。ここで、有機機能層８３は、画素電極９の上に積層された正孔注入層８１と、正孔注入層８１の上に積層された発光層８２とを備えている。正孔注入層８１は、例えば、ポリオレフィン誘導体である３、４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）や、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン等の有機機能材料からなる。発光層８２は、例えば、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、例えばルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等をドープした材料から構成される。発光層８２としては、二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非極在化しているπ共役系高分子材料が、導電性高分子でもあることから発光性能に優れるため、好適に用いられる。特に、その分子内にフルオレン骨格を有する化合物、すなわちポリフルオレン系化合物がより好適に用いられる。また、このような材料以外にも、共役系高分子有機化合物の前駆体と、発光特性を変化させるための少なくとも１種の蛍光色素とを含んでなる組成物も使用可能である。なお、発光層８２と対向電極８５との層間には電子注入層が形成されることもある。

本形態の有機ＥＬ装置１００は、トップエミッション型の有機ＥＬ装置であり、矢印Ｌ１で示すように、支持基板１０ｄからみて有機ＥＬ素子８０が形成されている側から光を取り出す。このため、対向電極８５は、薄いアルミニウム膜や、マグネシウムやリチウムなどの薄い膜をつけて仕事関数を調整したＩＴＯ膜などといった透光性電極として形成され、支持基板１０ｄとしては、ガラスなどの透明基板の他、不透明基板も用いることができる。不透明基板としては、例えば、アルミナなどのセラミックス、ステンレススチールなどの金属板に表面酸化などの絶縁処理を施したもの、樹脂基板などが挙げられる。

また、本形態の有機ＥＬ装置１００では、層間絶縁膜７２と透光性絶縁膜７３との層間において画素電極９と重なる領域には、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金などの金属膜からなる光反射層４ａが形成されている。このため、有機ＥＬ素子８０から出射された光のうち、支持基板１０ｄの側に向かう光についても対向電極８５の側に導くことができる。

（画素の詳細構成）
図３（ａ）、（ｂ）および図４に示す有機機能層８３を形成するにあたって、本形態ででは、図５および図６を参照して後述するように、インクジェット法により、画素電極９の上に有機機能層形成用の液状組成物を吐出した後、固化させる。かかる製造方法を採用するにあたって、本形態では、画素電極９の上層に、液状組成物の吐出領域を規定する絶縁性の隔壁５が形成されており、かかる隔壁５で囲まれた領域内に液状組成物を吐出する。

ここで、画素電極９に対して下層側で重なる領域では、異なる絶縁膜上に形成された複数の導電膜によって回路部４０が形成されており、回路部４０において、各導電膜は所定位置に所定形状で形成されている。すなわち、素子基板１０には、ゲート電極３ｆ、走査線３ａおよび容量線３ｅなどを構成する第１導電膜と、データ線６ａ、電源線６ｇ、ドレイン電極６ｈ、および中継電極６ｓを構成する第２導電膜とが形成されているが、第１導電膜および第２導電膜は、所定位置に所定形状で形成されている。このため、画素電極９の表面には、導電膜の有無および導電膜の重なり数の違いに起因して段差が形成されている。例えば、画素電極９の表面には、容量線３ｅの端部に起因する段差９ａ、９ｂや、中継電極６ｓの端部に起因する段差９ｃが形成されている。なお、層間絶縁膜７２は、厚さが１．５〜２．０μｍの厚い感光性樹脂からなるため、平坦化膜として機能する。但し、層間絶縁膜７２は、段差を軽減できても段差を完全に解消できるものではない。例えば、層間絶縁膜７２として、厚さが６μｍ程度の厚い感光性樹脂を用いた場合でも、段差を１／１０程度にまで軽減することができるだけある。

そこで、本形態では、以下に説明するように、画素電極９上には、画素電極９の表面の段差に応じて画素電極９上を複数の領域に区画する隔壁５が設けられている。すなわち、画素電極９上には、隔壁５として、隣接する画素１１の境界領域と重なる主隔壁部分５０と、画素電極９の上を複数の領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅに区画する副隔壁部分５１とが形成されており、副隔壁部分５１は、画素電極９表面の段差９ａ、９ｂ、９ｃに対して平面的に重なっている。より具体的には、副隔壁部分５１は、容量線３ｅの端部に起因する段差９ａ、９ｂに重なる部分５１１と、中継電極６ｓの端部に起因する段差９ｃに重なる部分５１２と、容量線３ｅの端部および中継電極６ｓの端部の双方に起因する段差（図４には図示せず）に重なる部分５１３とを備えている。

このため、画素電極９上において、素子基板１０からの高さは領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ毎に相違しているが、同一の領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ内では、素子基板１０からの高さが等しく、平坦である。例えば、領域１１ａ、１１ｂは導電膜が存在しないため、素子基板１０からの高さが低いのに対して、領域１１ｅは中継電極６ｓおよび容量線３ｅの双方が存在するため、素子基板１０からの高さが高い。また、領域１１ｃは容量線３ｅおよび中継電極６ｓのうち、容量線３ｅのみが存在し、領域１１ｄは、容量線３ｅおよび中継電極６ｓのうち、中継電極６ｓのみが存在するため、領域１１ｃ、１１ｄの素子基板１０からの高さは、領域１１ａ、１１ｂと領域１１ｅの中間である。それでも、領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅにおいて、各領域内では断面構成が同一であるため、領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは平坦である。従って、画素電極９の上に有機機能層形成用の液状組成物を吐出する際、液状組成物を領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ毎に吐出量を調整することができるので、有機機能層８３を構成する正孔注入層８１の膜厚を領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの間で同一とすることができるとともに、発光層８２の膜厚を領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの間で同一とすることができる。なお、膜厚が同一とは、膜厚に多少の差異があっても、その差異が発光強度に差を発生させない略同一を含む意味である。

本形態において、隔壁５は、感光性のアクリル樹脂やポリイミド樹脂などの有機隔壁層５ａにより形成されている。有機隔壁層５ａは、厚く形成することができるので、隔壁５を構成するのに適している。また、有機隔壁層５ａは、それ自身が有機機能層形成用の液状組成物に対して撥水性（撥液性）を有するが、含フッ素アクリル樹脂や含フッ素ポリイミド樹脂などのフッ素含有樹脂材料の使用や、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＣＨ₃などのフッ素含有ガス雰囲気でのプラズマ照射あるいはＵＶ照射などの撥水化処理によって、撥水性（撥液性）を高めることができる。また、有機隔壁層５ａは、感光性樹脂により形成することができるので、フォトリソグラフィ技術を用いれば、任意のパターンに容易に形成することができる。

（有機ＥＬ装置１００の製造方法）
図５および図６は、本形態の有機ＥＬ装置１００の製造方法を示す工程断面図である。本形態の有機ＥＬ装置１００を製造するには、まず、図４に示す回路部４０を形成する回路部形成工程を行なった後、層間絶縁膜７２の形成工程、光反射層４ａの形成工程、透光性絶縁膜７３の形成工程を行う。

次に、画素電極形成工程では、透光性絶縁膜７３の上にＩＴＯ膜を形成した後、このＩＴＯ膜をパターニングし、図５（ａ）に示すように、各画素１１に画素電極９を島状に形成する。かかる画素電極９の表面には、例えば、容量線３ｅ（第１導電膜）の端部に起因する段差９ａ、９ｂや、中継電極６ｓ（第２導電膜）の端部に起因する段差９ｃが形成されている。

次に、隔壁形成工程では、画素電極９の上に感光性樹脂を塗布した後、露光、現像を行ない、図５（ｂ）に示すように、隔壁５（有機隔壁層５ａ）を形成する。隔壁５は、隣接する画素１１の境界領域と重なる主隔壁部分５０と、画素電極９の上を複数の領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ（図３（ｂ）参照）に区画する副隔壁部分５１とを備えており、副隔壁部分５１は、画素電極９表面の段差９ａ、９ｂ、９ｃに対して平面的に重なっている。このため、画素電極９上は複数の領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅに区画される。かかる領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは、素子基板１０からの高さが異なっているが、領域内は平坦である。かかる有機隔壁層５ａを形成するにあたっては、感光性のアクリル樹脂やポリイミド樹脂を用いる。また、有機隔壁層５ａを含フッ素アクリル樹脂や含フッ素ポリイミド樹脂などのフッ素含有樹脂材料で形成すれば、撥水性（撥液性）を高めることができる。また、有機隔壁層５ａをアクリル樹脂やポリイミド樹脂により形成した後、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＣＨ₃などのフッ素含有ガス雰囲気でのプラズマ照射あるいはＵＶ照射などの撥水化処理を行なうことによっても撥水性（撥液性）を高めることができる。

次に、図５（ｃ）および図６（ａ）〜（ｃ）に示す有機機能層形成工程では、画素電極９の上に有機機能層形成用の液状組成物を吐出した後、液状組成物を固化させて有機機能層８３を形成する。その際、液状組成物を領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ毎に吐出量を調整して、有機機能層８３（正孔注入層８１および発光層８２）の膜厚をいずれの領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅでも同一とする。

具体的には、まず、図５（ｃ）に示す正孔注入層形成工程では、画素電極９の上に正孔注入層形成用の液状組成物８１ａをインクジェット法により吐出する際、液状組成物８１ａを領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ毎に適正な量で吐出する。具体的には、単位面積当たりの液状組成物８１ａの量をいずれの領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅでも同等とする。液状組成物８１ａは、前記した正孔注入層形成用の有機材料を溶媒あるいは分散媒中に配合した液状組成物である。次に、液状組成物８１ａから溶媒あるいは分散媒を蒸発させて液状組成物８１ａを固化させ、図６（ａ）に示すように、いずれの領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅでも膜厚が同一の正孔注入層８１を形成する。

次に、図６（ｂ）に示す発光層形成工程では、正孔注入層８１上に発光形成用の液状組成物８２ａをインクジェット法により吐出する際、液状組成物８２ａを領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ毎に適正な量で吐出する。具体的には、単位面積当たりの液状組成物８２ａの量をいずれの領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅでも同等とする。液状組成物８２ａは、前記した発光形成用の有機材料を溶媒あるいは分散媒中に配合した液状組成物である。次に、液状組成物８２ａから溶媒あるいは分散媒を蒸発させて液状組成物８２ａを固化させ、図６（ｃ）に示すように、いずれの領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅでも膜厚が同一の発光層８２を形成する。

しかる後には、図４に示すように、蒸着法などにより、対向電極８５を形成すると、素子基板１０が完成する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の有機ＥＬ装置１００およびその製造方法では、下層側の回路部４０の凹凸が画素電極９上に反映される結果、画素電極９表面には段差９ａ、９ｂ、９ｃが発生しているが、画素電極９上には、画素電極９上の段差９ａ、９ｂ、９ｃに平面的に重なるように隔壁５が形成されている。このため、画素電極９上は、隔壁５によって複数の領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅに区画され、かかる複数の領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは素子基板１０からの高さが異なるが、領域内は全て同一に高さにあるため、平坦である。従って、画素電極９の上に有機機能層形成用の液状組成物を吐出する際、液状組成物の吐出量を領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ毎に調整するだけで、各領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅに膜厚が同一の有機機能層８３を形成することができる。それ故、画素電極９上に段差９ａ、９ｂ、９ｃが発生している場合でも有機機能層８３を均一な厚さに形成することができるので、１画素内での発光強度のばらつきを防止することができる。

また、有機ＥＬ素子８０の光を出射する際、有機機能層８３を含む多層膜が共振器として機能した場合でも、有機機能層８３に膜厚ばらつきがないので、１画素内では光路長が一定である。それ故、本形態によれば、１画素内から色度がばらついた光が出射されてしまうことを回避することができる。

［実施の形態２］
図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置１００の画素１つ分の断面図、および隔壁の拡大断面図であり、実施の形態１で参照した図３（ａ）のＢ−Ｂ′線に相当する位置で素子基板を切断した断面図に相当する。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。

図７（ａ）に示す有機ＥＬ装置１００においても、実施の形態１と同様、画素電極９上には、隔壁５が形成され、かかる隔壁５は、隣接する画素１１の境界領域と重なる主隔壁部分５０と、画素電極９の上を複数の領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅに区画する副隔壁部分５１とを備えている。また、副隔壁部分５１については、画素電極９表面の段差９ａ、９ｂ、９ｃに対して平面的に重なっている。このため、素子基板１０からの高さは領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ毎に相違しているが、同一の領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ内では、素子基板１０からの高さが等しく、平坦である。それ故、画素電極９の上に有機機能層形成用の液状組成物を吐出する際、液状組成物を領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ毎に吐出量を調整することができるので、有機機能層８３の膜厚をいずれの領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅでも同一とすることができる。

かかる隔壁５を構成するにあたって、実施の形態１では、有機隔壁層５ａのみを用いたが、図７（ｂ）に示すように、本形態で用いた隔壁５は、アクリル樹脂やポリイミド樹脂からなる有機隔壁層５ａと、有機隔壁層５ａの下層側で有機隔壁層５ａから領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ内に向けて端部が露出する無機隔壁層５ｂとを備えている。かかる無機隔壁層５ｂは、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる。有機隔壁層５ａは、一般にそれ自身が有機機能層形成用の液状組成物に対して撥水性（撥液性）を有するが、含フッ素アクリル樹脂や含フッ素ポリイミド樹脂などのフッ素含有樹脂材料の使用や、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＣＨ₃などのフッ素含有ガス雰囲気でのプラズマ照射あるいはＵＶ照射などの撥水化処理によって、撥水性（撥液性）を高めることができる。また、有機隔壁層５ａは、感光性樹脂により形成することができるので、フォトリソグラフィ技術を用いれば、任意のパターンに容易に形成することができる。これに対して、無機隔壁層５ｂはそれ自身でも有機機能層形成用の液状組成物に対して親水性（親液性）を有する。

かかる構成の隔壁５を構成した場合、有機隔壁層５ａは、厚く形成することができるので、隔壁５を構成するのに適しているという利点がある。また、有機隔壁層５ａは、有機機能層形成用の液状組成物に対して撥水性（撥液性）を備えているため、隣接する領域への液状組成物のはみ出しを確実に防止することができる。また、有機隔壁層５ａは、感光性樹脂により形成することができるので、フォトリソグラフィ技術を用いれば、任意のパターンに容易に形成することができる。

これに対して、無機隔壁層５ｂは、有機機能層形成用の液状組成物に対して親水性（親液性）を備えているため、隔壁５で囲まれた領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ内に液状組成物を行き渡らすことができる。また、無機隔壁層５ｂは、有機隔壁層５ａとの親水性（親液性）との差によって液状組成物を隔壁で囲まれた領域内に保持しようと作用するので、隣接する領域への液状組成物のはみ出しを確実に防止することができる。その他の構成は、実施の形態１と同一であるため、説明を省略する。

［別の実施の形態］
上記実施の形態では、第１導電膜（ゲート電極３ｆ、走査線３ａ、容量線３ｅ）、および第２導電膜（データ線６ａ、電源線６ｇ、ドレイン電極６ｈ、中継電極６ｓ）のうち、容量線３ｅおよび中継電極６ｓに起因する段差に重なるように隔壁５を形成したが、その他の第１導電膜および第２導電膜に起因する段差に重なるように隔壁５を形成してもよい。

また、上記実施の形態では、第１導電膜（ゲート電極３ｆ、走査線３ａ、容量線３ｅ）、および第２導電膜（データ線６ａ、電源線６ｇ、ドレイン電極６ｈ、中継電極６ｓ）に起因する段差に重なるように隔壁５で解消したが、半導体層１ａに起因する段差に重なるように隔壁５を形成してもよい。

上記実施の形態では、本発明を適用した有機ＥＬ装置１００としてトップエミッション型の有機ＥＬ装置を説明したが、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置に本発明を適用してもよい。ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１００の場合、支持基板１０ｄの側から光を取り出すので、支持基板１０ｄとしては、ガラスなどの透明基板が用いられる。

［電子機器への搭載例］
次に、上述した実施形態に係る有機ＥＬ装置１００を適用した電子機器について説明する。図８（ａ）に、有機ＥＬ装置１００を備えたモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す。パーソナルコンピューター２０００は、表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。図８（ｂ）に、有機ＥＬ装置１００を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、有機ＥＬ装置１００に表示される画面がスクロールされる。図８（ｃ）に、有機ＥＬ装置１００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が有機ＥＬ装置１００に表示される。

なお、有機ＥＬ装置１００が適用される電子機器としては、図８に示すものの他、デジタルスチールカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型、モニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した有機ＥＬ装置１００が適用可能である。

また、本発明を適用した有機ＥＬ装置１００は、複写機などの画像形成装置（電子機器）において露光ヘッドとして用いることができる。さらに、本発明を適用した有機ＥＬ装置１００は照明装置（電子機器）として用いることができる。

３ａ・・走査線、３ｅ・・容量線、５・・隔壁、５ａ・・有機隔壁層、５ｂ・・無機隔壁層、６ａ・・データ線、６ｇ・・電源線、６ｈ・・ドレイン電極、６ｓ・・中継電極、９・・画素電極、９ａ、９ｂ、９ｃ・・段差、１０・・素子基板、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ・・隔壁で区画された領域、１１・・画素、４０・・回路部、７０・・保持容量、８３・・有機機能層、８０・・有機ＥＬ素子、８５・・対向電極、１００・・有機ＥＬ装置

Claims

基板上に設けられた画素電極と、
少なくとも前記基板と前記画素電極との間に設けられた第１導電膜と、
少なくとも前記第１導電膜と前記画素電極との間に設けられた第１層間絶縁膜と、
前記画素電極上に設けられ、前記画素電極上を複数の領域に区画する隔壁と、
前記複数の領域の各々に設けられた有機機能層と、
前記画素電極との間に前記有機機能層を挟んで有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する対向電極と、
を有し、
前記画素電極は、
平面視で前記第１導電膜が存在しない第１領域と、
平面視で前記第１導電膜が存在する第２領域と、
を有し、
前記隔壁は、前記第１領域と前記第２領域とを区画していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
少なくとも前記第１層間絶縁膜と前記画素電極との間に設けられた第２導電膜と、
少なくとも前記第２導電膜と前記画素電極との間に設けられた第２層間絶縁膜と、
を有し、
前記画素電極における前記第２領域は前記第１導電膜のみが存在するとともに、
平面視で前記第２導電膜のみが存在する第３領域と、
平面視で前記第１導電膜及び前記第２導電膜が存在する第４領域と、
を有し、
前記隔壁は、さらに前記第３領域と前記第４領域とを区画していることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
前記第１導電膜は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を駆動するトランジスターのゲート電極、走査線、または容量線のうちの少なくとも１つを構成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項２または３に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
前記第２導電膜は、データ線、電源線、前記トランジスターのドレイン電極を構成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
前記隔壁は、樹脂からなる有機隔壁層を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
前記隔壁は、前記有機隔壁層の下層側に前記領域内に向けて露出する無機隔壁層を備えていることを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
前記有機機能層は、前記複数の領域の各々に吐出した有機機能層形成用の液状組成物を固化させてなることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
基板上に設けられた画素電極と、
少なくとも前記基板と前記画素電極との間に設けられた第１導電膜と、
少なくとも前記第１導電膜と前記画素電極との間に設けられた第１層間絶縁膜と、
少なくとも前記第１層間絶縁膜と前記画素電極との間に設けられた第２導電膜と、
少なくとも前記第２導電膜と前記画素電極との間に設けられた第２層間絶縁膜と、
を有する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
前記基板上に前記画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に、前記画素電極上を複数の領域に区画する隔壁を形成する工程と、
前記複数の領域の各々に有機機能層形成用の液状組成物を吐出した後、当該液状組成物を固化させて有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層の上層側に、前記画素電極との間に前記有機機能層を挟んで有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する対向電極を形成する工程と、
を有し、
前記画素電極は、
平面視で前記第１導電膜及び前記第２導電膜が存在しない第１領域と、
平面視で前記第１導電膜のみが存在する第２領域と、
平面視で前記第２導電膜のみが存在する第３領域と、
平面視で前記第１導電膜及び前記第２導電膜が存在する第４領域と、
を有し、
前記隔壁は、前記第１領域、前記第２領域、前記第３領域及び前記第４領域とをそれぞれ区画していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。